三門峽西三元材料發(fā)展有限公司
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耐火材料按照成分、形態(tài)、材料性質(zhì)不同有多種分類方式,其種類繁多。按照材料的酸堿特性分類,耐火材料可分為酸性耐火材料和堿性耐火材料;根據(jù)化學(xué)組分不同,耐火材料分為硅石材質(zhì)、硅酸鋁鹽材質(zhì)、鎂質(zhì)材質(zhì)、鎂尖晶石質(zhì)材質(zhì)、鎂鉻質(zhì)材質(zhì)、鎂白云石質(zhì)材質(zhì)、白云石材質(zhì)、碳復(fù)合材質(zhì)等,各種耐火材料的性質(zhì)如表1所示。
表1各種耐火材料的性質(zhì)
根據(jù)耐火材料組分不同,主要有:含碳化硅質(zhì)(SiC)耐火材料、氧化鋁質(zhì)耐火材料、鎂質(zhì)耐火材料和復(fù)合材料。
(1) 碳化硅質(zhì)耐火材料
碳化硅質(zhì)耐火材料(SiC)一般在受高溫后表面能形成一定厚度的氧化硅層,能夠避免SiC晶粒受到侵蝕,其中氧氣(O2)和水蒸氣(H2O)等對氧化硅的形成具有促進(jìn)作用。若使用溫度范圍已達(dá)到1200℃以上時,硅質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合的碳化硅質(zhì)耐火材料(SiC)比與氮化物結(jié)合的碳化硅質(zhì)耐火材料(SiC)更能適應(yīng)。
碳化硅質(zhì)耐火材料(SiC)中的顆粒分布、成分含量等多種因素影響著此材料的抗氧化性。Moda等通過對耐火材料顆粒的分布和粒徑進(jìn)行改進(jìn),添加不同的抗氧化劑,研制出了4種不同的碳化硅質(zhì)耐火材料(SiC)。楊笛等試驗(yàn)了在碳化硅耐火材料的原料中分別添加不同功能的復(fù)合結(jié)合劑(包括增塑性、耐高濕和增加湖體強(qiáng)度的復(fù)合添加劑)、增柔劑和增強(qiáng)劑后,分別制成6種不同的耐火材料,并對耐火材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其中2種添加劑具有相應(yīng)的増強(qiáng)作用。
(2) 氧化鋁質(zhì)耐火材料
氧化鋁質(zhì)耐火材料(Al2O3)中氧化鋁含量的不同決定了其耐火材料具有不同的應(yīng)力強(qiáng)度。MichinoriYoshikawa等對MgO基尖晶石和Al2O3基尖晶石耐火材料的抗侵蝕減薄性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明MgO基尖晶石和Al2O3基尖晶石耐火材料更適用于堿爐而減薄不明顯,而含鉻的耐火材料減薄相對明顯。王迎春等采用純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑,以特級礬土熟料、焦寶石和致密電熔剛玉為原料,制成莫來石耐火材料。朱德龍采用以高鋁水泥作為結(jié)合劑和輕質(zhì)磚破碎顆粒作為主要原料,制備出的輕質(zhì)澆筑料可用于焚燒爐保溫。研究發(fā)現(xiàn),添加Cr2O3或應(yīng)用預(yù)反應(yīng)鉻剛玉顆粒制成含有5%Cr2O3的鉻剛玉制品抗侵蝕性能高。
Moda等以MgO、NiO作為添加劑,研制出1種Al2O2-MgO-NiO質(zhì)耐火材料,并在抗渣侵蝕減薄性能方面與含鉻耐火材料進(jìn)行了測試比對,發(fā)現(xiàn)其抗渣侵蝕減薄效果與含30%氧化鉻的Al2O2-Cr2O3耐火材料相近。Aoki等研究氧化鉛質(zhì)耐火材料的抗HCl侵蝕性能和抗渣性能,并分析了堿渣的侵蝕機(jī)理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),空氣條件下,氧化鋁質(zhì)耐火材料表面形成了堿性氧化物的玻璃相。HideyukuTsuda等考慮含鉻材料容易污染環(huán)境,將Y2O3引入到高鋁澆注料中,就此新型高鋁澆筑料在熔渣侵蝕情況下燒成前后的抗折強(qiáng)度方面分析了抗侵蝕性能,并與傳統(tǒng)Al2O2-Cr2O3澆筑料進(jìn)行比對。結(jié)果發(fā)現(xiàn),由于Al2O3和Y2O3反應(yīng)生成的致密的保護(hù)層可阻止熔渣的滲透性進(jìn)而保護(hù)了耐火材料,故其抗渣侵蝕性能更優(yōu)。
(3) 鎂質(zhì)耐火材料(MgO)
鎂質(zhì)耐火材料(MgO)的耐火性能突出,其中MgO-C制品具有巨大市場前景。Masaaki等在MgO-Al2O3質(zhì)耐火材料中添加ZrO2,并研究了添加ZrO2對耐火材料性能的影響。SatoshiSakamoto等以MgO和ZrO2為原料,將MgO和Al2O3以兩種方式加入尖晶石中,從而制備出新型的MgO-MgO•Al2O2-ZrO2澆筑料。研究表明當(dāng)MgO和Al2O3的加入量為8%時形成的澆筑料的抗侵蝕性能最好。通過比較發(fā)現(xiàn),Al2O2-Cr2O3材料的抗侵蝕性能不如新型MgO-MgO•Al2O2-ZrO2澆筑料。其中硅酸鋁材質(zhì)中的高鋁質(zhì)耐火材料由于其適應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)性,在火電廠、煤廠、水泥窯廠得到了廣泛的應(yīng)用。